燃燒學

　　研究著火、熄火和燃燒機理的學科。燃燒是指燃料與氧化劑發生強烈化學反應，並伴有發光發熱的現象。燃燒不單純是化學反應，而是反應、流動、傳熱和傳質並存、相互作用的綜合現象。燃燒學的研究內容通常包括：燃燒過程的熱力學，燃燒反應的動力學，著火和熄火理論，預混氣體的層流和湍流燃燒，液滴和煤粒燃燒、液霧、煤粉和流化床燃燒，推進劑燃燒，爆震燃燒，邊界層和射流中的燃燒，湍流和兩相燃燒的數學模型，以及燃燒的鐳射診斷等。

　　遠古時代，火的使用使使人類從野蠻狀態走向文明，18世紀以前，人們認為物質燃燒取決於一種特殊的“燃素”。18世紀中葉，法國化學傢 A.L.de 拉瓦錫和俄國科學傢Μ.β.羅蒙諾索夫根據他們的實驗分別提出燃燒是物質氧化的理論。19世紀，人們用熱化學和熱力學方法研究燃燒，發現瞭燃燒熱、絕熱燃燒溫度和燃燒產物平衡成分等重要特性。20世紀初，蘇聯化學傢H.H.謝苗諾夫和美國化學傢B.劉易斯等人發現，影響燃燒速率的重要因素是反應動力學，而且燃燒反應有分枝鏈式反應的特點，即中間生成物（也稱活潑中心）可以加速燃燒過程。30年代，蘇聯科學傢Я.Б.澤利多維奇、Д.Α.弗蘭克-卡梅涅茨基和美國的劉易斯等又進一步發現，燃燒現象，無論是著火、熄滅和火焰傳播，還是緩燃和爆震等，都是化學反應動力學和傳熱傳質等物理因素的相互作用。在研究瞭預混火焰和擴散火焰、層流燃燒和湍流燃燒以及液滴燃燒和碳粒燃燒等基本規律之後，人們認識到，控制燃燒過程的主導因素往往不是化學反應動力學，而是流動和傳熱傳質。於是初步形成燃燒理論。40～50年代，由於航空、航天技術的發展，使燃燒的研究由一般動力機械擴展到噴氣發動機、火箭和飛行器頭部燒蝕等問題中，並取得瞭迅速的發展。因此，力學傢 T.von卡門和中國的錢學森建議用連續介質力學方法來研究燃燒，提出瞭“化學流體力學”（後來又稱為“反應流體力學”）這一名稱的建議。許多人運用粘性流體力學和邊界層理論對層流燃燒、湍流燃燒、著火、火焰穩定和燃燒振蕩等問題進行瞭更深入的定量分析。到瞭70年代初，由於高速電子計算機的出現，英國科學傢D.B.斯波爾丁等人提出瞭一系列流動、傳熱傳質和燃燒的數學模型和數值計算方法，把燃燒學的基本概念，化學流體力學理論、計算流體力學方法和燃燒室的工程設計有機地結合起來，開辟瞭研究燃燒理論及其應用的新途徑。70年代中期以來，應用激光技術測量燃燒過程中氣體和顆粒的速度、溫度和濃度等，加深瞭對燃燒現象的認識。

　　燃燒學是一門正在發展中的學科。能源、航天、航空、環境工程和火災防治等方面提出瞭許多有待解決的重大問題，諸如高強度燃燒、低品位燃料燃燒（以重油代輕油，以煤代油，以劣質煤代優質煤等）、煤漿（油-煤，水-煤，油-水-煤等）燃燒、流化床燃燒、催化燃燒、滲流燃燒、燃燒污染物排放和控制(見燃燒污染)、火災起因和防止等。燃燒學的進一步發展與湍流理論、多相流體力學、輻射傳熱學和復雜反應的化學動力學等學科的發展相互滲透。

參考書目

　A.M.Kanury.Introduction to Combustion Phenomenɑ，Gordon and Beach，London-New York，1975.